视觉原理在城市桥梁方案设计中的运用

强玮怡

摘要：桥梁不仅是城市中重要的基础设施，也是城市视觉形象的一部分。城市桥梁须兼顾功能性和美观，并融入城市特有人文元素形成具有视觉识别性的桥梁外观。本文将基于视觉原理、视觉心理学等理论，研究桥梁的空间形态、比例、细节设计要点，概括出城市桥梁外观设计的创新方法。运用艺术设计手法优化桥梁外观造型，使桥梁能基于受力合理基础上实现外观和谐与优美。

Abstract： Bridges are not only an important infrastructure in the city， but also part of the city's visual image. Urban bridges must take into account both functionality and aesthetics， and incorporate urban special humanities to form a visually recognizable bridge appearance. Based on the theories of visual principles and visual psychology， this article will study the key points of the spatial form， proportion， and detail design of bridges， and summarize innovative approaches to the design of urban bridges. The artistic design technique is used to optimize the appearance of the bridge， so that the bridge can achieve a harmonious and beautiful appearance based on reasonable forces.

关键词：视觉原理;桥梁美学;设计方法

Key words： visual principle;bridge aesthetics;design method

中图分类号：[TU997]                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）05-0252-03

0  引言

橋梁作为城市重要的基础设施，具有跨越障碍物的通行功能，与隧道不同桥梁更具有视觉特性，是城市空间中可视的一部分，不同高度的桥梁不同程度参与到城市的天际线中，了解视觉原理和视觉心理现象是桥梁造型设计中重要的基础条件。桥梁技术、结构受力、地理环境、经济要素等等共同形成了桥梁设计的限制条件，限制条件直接影响、制约桥梁外观的形成，桥梁外观创作是以限制条件为前提的创作，好的桥梁是实现功能、受力合理、高效经济性基础上的视觉和谐。

人可通过视觉媒介来感知桥梁的形态、色彩、气势等等，桥梁宛如视觉画面中的一个“点”，连接起桥梁两岸形成视觉“线”，再与周边环境建筑群构成城市视觉环境中的“面”，“点线面”共同形成人们对这座城市的印象、理解与感受。桥梁在环境空间中根据人不同观看位置可以分为近观、中观、远观：

①近观，包括桥面人行、非机动车行、车行等视角。身处于桥梁之上或桥下，以桥梁自身的空间结构与形式、肌理、材质、色彩、细节处理等作为视觉主体。

②中观，以桥梁两岸、附近周边范围内的可视区域。桥梁自身的整体形态、比例、体量、色彩等作为视觉主体。

③远观，桥梁成为符号化视觉元素融入城市环境中，桥梁的轮廓、整体比例、特征为视觉主体，桥梁与周边环境中的建筑群形成整体的构图关系。

桥梁外观设计须兼顾所有观看视角，综合考虑桥梁与周边环境关系、桥梁自身比例、桥梁细节处理，因此视觉原理在桥梁设计中的应用具有重要意义。

①视知觉与形态感知。

视知觉，即当眼睛作为主要认识事物的感觉器官，外界事物通过光的媒介传递到双眼。人眼在构造上是普遍相似的，多数人对同一客观事物视觉接收到的信息基本相似，如事物的形状、位置、色彩、动静、体积等，通过视知觉人们对外部事物有了基本的认识。

②视知觉的心理联想。

人将客观存在的外部事物通过眼睛形成视觉→记忆→判断→联想→再创造。除了对外部信息的接收，还会通过个体经验与内部信息处理产生联想。由于每个人不同的生活环境、经历与文化背景，对同一客观物体，不同人产生的联想会有个体差异，因此须考虑特定环境区域中受众群体的审美习惯差异，需要通过设计尽量引导人们产生具有共性的联想。

现代主义风格的普及与城市化的扩张，呈现出千城一律的城市风貌。大众化的风格使城市中的建筑与设施缺少了地域差异的人文情怀，城市形象识别性也降低了。我国幅员辽阔，从北到南、从东往西，跨越了不同的地理环境、人文环境，桥梁方案设计时须考虑桥梁所在城市的特质，融入结合当地特有的视觉元素与人文符号，让桥梁的外观可以与整个城市的气质相符合。

1  桥梁与背景环境的视觉关系

桥梁具有开放性的空间，与周边环境产生直接关联。因此，桥梁整体形态的轮廓与周边建筑群须达成视觉和谐，桥梁自身比例也要达到视觉上的和谐。

远观桥梁时，桥梁自身的三维空间感会减弱，呈现出更加二维的视觉画面，此时桥梁的高度、比例、形态为主要的视觉要素。将视觉平面中的要素进一步拆解，可以拆解为点、线、面。

功能需求决定桥梁形式，在满足限制条件基础上，桥梁形态设计与高度设定可运用视觉构图原理。整体考虑桥梁与周边环境的构图比例关系，运用视觉构图法则、黄金分割法等将画面中的多种视觉要素在不同平面体系中构建出合理的视觉关系。

桥梁与两岸环境的视觉连接须达到平衡与和谐，桥梁不仅在功能上连通两岸，也衔接着两岸的视觉关系，桥梁整体轮廓线型要与周边建筑群视觉上保持连贯性和整体性。可通过视觉补充的方法来进行方案的设计，整体的视觉连接形式可决定桥梁高度与形态，主要连接形式有：弱化映衬、平缓过渡、强调突出（图1）。

远观的桥梁已浓缩成城市空间中的一个视觉符号，具有标志的特性，可借鉴品牌标志logo设计方法（图2），以黄金分割为比例基础，将桥梁主体结构所有线条（如桥塔、主拱等构件）都按黄金分割比来排布从而整体能到达视觉上的和谐。

2  桥梁内部空间——视知觉与结构空间

中观桥梁，以桥梁自身的整体形态、比例、结构空间为视觉主体。

格式塔心理学对形态构成进行了研究，“格式塔”源于德语Gestalt，英译有“形式”（form）与“形态”（shape）的含义。“形式”偏重空间结构，“形态”偏重排列关系。格式塔心理学认为：任何“形”都是由知觉进行了积极的组织或构筑所产生的结果，而非客观事物本身所具有的。美国格式塔心理学家阿恩海姆认为：“任何线条都可表现，如上升、下降、强调、平静、杂乱……”。桥梁形态可以概括成“线”，不同形式的“线”会带给人不同的语义和感受。如斜线具有动势、水平表现平静、垂直表现庄重等等，可运用视觉心理原理赋予桥梁不同的形态语义、气质、气势和象征含义。

2.1 形态与空间——构成

视知觉范围内的桥梁空间不仅包含实体形态，同时包含实体形态之间构成的非实体空间，像中国画中的留白，空白也是认识事物的一部分，非实体空间可使人产生更广阔的思维与联想。桥梁构件与构件间形成的“留白”空间共同构成了桥梁空间，通过形态构成虚实结合可创造空间、推断空间、想象空间，感受空间。主体结构的设计方法可运用现代艺术设计造型概念三大构成，即平面构成、色彩构成、立体构成。

通过对桥梁实体结构的设计可创造出不同类型的空间，单一或联动、封闭或开放空间等，空间也可通过设计产生流动，如单向流动、双向流动与多向流动。桥梁自身有不同的功能区：车行、人行、非机动车行。人行也可以区分出不同的功能：慢行、休憩、观景……通过空间构成设计整合不同的功能区之间的关系，解决更多的功能需求，使桥梁能有丰富的空间层次，同时也能给人与车更好的心理体验。

2.2 形态与意象——抽象

桥梁作为人工设计的产物，受力结构与功能决定了大致的桥梁形态，外观设计须紧密结合结构受力，要将受力的结构“线”通过外观设计将故事性的美学概念浓缩其中，赋予结构形态语义让人产生积极联想。

从古至今设计风格与时代变革同步革新，设计大致从繁复走向精简，“精炼”即减少了视觉信息输入，但能使视觉信息更快更精准的传达。在当下如果再设计一个欧式古典或中国古建风格的桥梁已无法再适应时代进步的速度，精炼的设计更符合信息化时代的审美偏好。可以在品牌标志设计中看到（图3），也可以从产品设计更新中看到（图4），运用精简的设计法则实现品牌与产品的更新进步。可将精炼的设计方法应用到桥梁设计中，设计出具有前瞻性的桥梁外观。

抽象是精简设计的主要方法之一，对自然存在的具象物体提炼出其本质属性，形成结构简单、形态明确、特点突出的新形態，这个过程实现了精简。通过抽象保留了原具象形态的特征与语义，减少视觉信息的输入让人便于记忆，外观更具更识别性。自然是无穷的灵感来源，通过抽象的方法师法自然，能将人工设计的桥梁赋予自然的语义从自然环境中生长而出，与环境相融合。

3  桥梁细节设计

自然界生命体中的物体形态都有一个相互关联的核，所有元素围绕这个核。桥梁外观设计亦是如此，抽象出一个基础单元，所有形态的变化都围绕这个核心进行环环相扣。以基础单元为核心可以设计出多种规律使单元有多样变化，所有形态构件都源于基础的核，从而使桥梁整体形态与细节构件能达成视觉的统一、和谐与完整。

计算机技术的发展，参数化设计的应用、施工技术的革新以及加工工艺的信息化革命，可以给桥梁外观设计带来更广阔的创新活力，非线性设计与有机形态可在桥梁外观中应用。

4  小结

桥梁外观的创作应当符合时代更新的规律，凯文·林奇在《城市意象》一书中提到：“城市设计是一种时间的艺术。”审美的规律源于视觉，但超越视觉。审美的基础是客观形态，但超越客观形态。外观设计不仅赋予桥梁外观形态，还要引导人们产生美好的联想，阅读到设计所要传递的故事性概念。

一座美的桥梁，不仅有和谐的视觉感受，也能带给人良好积极的情感体验，能让人们对一座城市有美好的印象。

参考文献：

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